专利名称：一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于电子仪器领域，涉及一种电压测量仪，特别是一种以单片机为主体，且能够实现与计算机通信的数字式电压测量仪器。
背景技术：
数字电压测量仪的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的数字电压测量仪各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统数字电压表是无法完成的。
发明内容
为了解决现有电压测量仪的不足，本发明提供了一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，它以单片机为主体，能够与计算机实现通信，既可以完成测量数据的传递，又可借助计算机做测量数据的处理。本发明硬件部分包括A/D转换电路、单片机、时钟电路、复位电路及计算机接口五个部分，单片机控制A/D转换电路进行数据采集，时钟电路及复位电路分别为单片机提供时钟信号及复位检测，计算机接口负责与计算机的通信与连接。本发明软件部分包括单片机采集通信主程序、中断服务子程序和采集子程序。本发明的A/D转换电路使用集成式A/D转换器，其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件，只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统。本发明的计算机接口采用RS232标准串行接口，其采用9针串口 DB9，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连。为了使更方便的检测到本发明采集数据的情况，可以在单片机上外接一个LED，当单片机有端口输出时，LED发光以显示。
图1是本发明的总体框图；图2是单片机采集通信主程序的流程图；图3是中断服务子程序的流程图；图4是采集子程序的流程图。图中1.单片机，2. A/D转换电路，3.时钟电路，4.复位电路，5. RS232接口。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明。如图1所示，本发明硬件主要包括单片机(1)、A/D转换电路O)、时钟电路(3)、复位电路(4)和RS232接口(5)。单片机(1)的优化选择为AT89S51芯片，A/D转换电路⑵的优化选择为AD678集成式A/D转换芯片。通过RS232串行口与PC进行通信，传送所测量的直流电压数据。AD678是一种高档的、多功能的12位ADC，由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件，所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统，而且一次A/D转换仅需要5ms。在电路应用中，AD678采用同步工作方式，12位数字量输出采用8位操作模式，即 12位转换数字量采用两次读取的方式，先读取其高8位，再读取其低4位。根据时序关系， 在芯片选择/CS = 0时，转换端/SC由高到低变化一次，即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/E0C，看转换是否已经结束，若结束则使输出使能/OE变低，输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE，先读取高字节，再读取低字节。整个A/D操作大致如此，在实际开发应用中调整。由于电路中采用AD678的双极性输入方式，输入电压范围是_5 +5V，根据公式 VxIO (V)/4096 ,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12
位数字量值。RS232接口电路的设计AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(Tl)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能，使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。串口通信的RS232接口采用9针串口 DB9，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连。如图2所示，单片机采集通信主程序的流程为a)初始化；b)设置单片机的TMOD、THl、TLl参数；c)执行定时器TO初始化设置，设置TMOD、ΤΗ0, TLO参数；d)开定时器TO中断；e)延时等中断；f)从串行口处接受来自计算机的数据；g)通过串行口向计算机发送数据；h)返回e)，等待下一次中断。如图3所示，中断服务子程序的流程为a)通过中断入口调用中断服务子程序；b)重置定时器TO初值，设置THO和TLO ；c)调用采集子程序；d)返回主程序。如图4所示，采集子程序的流程为；a)启动A/D转换；b)判断转换是否结束，当转换结束后，开始允许采集量输出；c)数据读人；
d)数据转换处理。本发明所有单片机程序都是使用C++语言编写，具有具有编码效率高，可维护性好，便于实现模块化设计，可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪等优点。以上是对本发明的说明而非限定，基于本发明思想的其他实施方式，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，包括硬件部分和软件部分，其特征是， 硬件部分由A/D转换电路、单片机、时钟电路、复位电路及RS232接口五个单元组成，单片机控制A/D转换电路进行数据采集，时钟电路及复位电路分别为单片机提供时钟信号及复位检测，RS232接口负责与计算机的通信与连接；软件部分包括单片机采集通信主程序、中断服务子程序和采集子程序。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是，所述采集通信主程序的流程为a)初始化；b)设置单片机的TMOD、THl、TLl参数；c)执行定时器TO初始化设置，设置TMOD、ΤΗ0,TLO参数；d)开定时器TO中断；e)延时等中断；f)从串行口处接受来自计算机的数据；g)通过串行口向计算机发送数据；h)返回e)，等待下一次中断。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是，所述中断服务子程序的流程为a)通过中断人口调用中断服务子程序；b)重置定时器TO初值，设置THO和TLO；c)调用采集子程序；d)返回主程序。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是，所述采集子程序的流程为a)启动A/D转换；b)判断转换是否结束，当转换结束后，开始允许采集量输出；c)数据读人；d)数据转换处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是，所述单片机为AT89S51芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是，所述A/D转换电路为集成式A/D转换芯片AD678。
7.根据权利要求1所述的一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，其特征是， RS232接口采用Max232芯片。
全文摘要
一种基于单片机及计算机通信的电压测量仪，包括硬件部分与软件部分，其中硬件部分包括A/D转换电路、单片机、时钟电路、复位电路及计算机接口五个单元，单片机控制A/D转换电路进行数据采集，时钟电路及复位电路分别为单片机提供时钟信号及复位检测，计算机接口负责与计算机的通信与连接；软件部分包括单片机采集通信主程序、中断服务子程序和采集子程序。本发明以单片机为主体，能够与计算机实现通信，既可以完成测量数据的传递，又可借助计算机做测量数据的处理。
文档编号G01R19/25GK102478600SQ20101055950
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者何兵, 徐小科 申请人:上海复莱信息技术有限公司